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1、DL438火力发电厂金属技术监督规程（08修订报批稿）解读,TPRI,西安热工研究院 二八年十月,李益民,TPRI,一 修订的背景和依据 原规程DL438-2000 中国电力企业联合会部门文件标综20057号文关 于转发国家发改委2005年行业标准项目计划(电力行 业)的通知。修订主要考虑以下情况: 1 与金属检验监督相关的新规程的颁布实施 GB/T 8732-2004 汽轮机叶片用钢 DL/T 439-2006 火力发电厂高温紧固件技术导则 DLT4402004 在役电站锅炉汽包的检验及评定规程,DL/T4412004 火力发电厂高温高压蒸汽管道蠕变监督导则 DL/T5152004 电站弯管
2、 DL6472004 电力工业锅炉压力容器检验规程 DL/T7522001 火力发电厂异种钢焊接技术规程 DL/T7532001 汽轮机铸钢件补焊技术导则 DL/T7732001 火电厂用12CrMoV钢球化评级标准 DL/T7852001 火力发电厂中温中压管道（件）安全技术导则 DL/T7862001 碳钢墨化检验及评级标准 DL/T7872001 火力发电厂用15CrMo珠光体球化评级标准,TPRI,DLT819-2002 火力发电厂焊接热处理技术规程 DL/T850-2004电站配管 DL/T868-2004焊接工艺评定规程 DLT 8692004 火力发电厂焊接技术规程（代替DL50
3、07-1992） DLT8822004 火力发电厂金属专业名词术语 DLT8842004 火电厂金相检验与评定技术导则 DL/T 939-2005 火力发电厂锅炉受热面管监督检验技术导则 DL/T 940-2005 火力发电厂蒸汽管道寿命评估技术导则,TPRI,TPRI,DL/T 999-2006 电站用2.25Cr-1Mo钢球化评级标准 JB1265-2002 25200MW汽轮机转子体和主轴锻件技术条件 JB1266-2002 25200MW汽轮机轮盘及叶轮锻件技术条件 JB/T 3375-2002 锅炉用材料入厂验收规则 JB/T 7025-2004 25MW以下汽轮机转子体和主轴锻件
4、技术条件 JB7027-2002 300MW及以上汽轮机转子体和主轴锻件技术条件 JB/T 7028-2004 25MW以下汽轮机轮盘及叶轮锻件技术条件 JB/T7030-2002 300MW600MW汽轮发电机无磁性护环锻件技术条件 JB/T7178-2002 300600MW汽轮发电机转子锻件技术条件,2 国外相关标准的颁布实施 ASME SA 182M-07高温用锻、轧合金钢和不锈钢管件、阀 门及部件 ASME SA 213M-06a锅炉过热器、换热器用铁素体和奥氏体 无缝钢管 ASME SA 234M-07中高温碳钢和合金钢管件 ASME SA 335M-06a高温铁素体合金无缝钢管
5、ASME SA 691-2002高温高压用碳钢和合金钢焊管 DIN EN 10216-2-2004高温用碳钢和合金钢管 BS EN 10222-2-2000高温用铁素体、马氏体钢管,TPRI,3 超临界、超超临界机组新型耐热钢部件的检验监督 近几年,我国的超临界、超超临界机组发展迅猛。目前在建及投运的600MW及以上超超临界机组已达100台以上。此类机组的温度、压力高达600左右和26MPa。在如此高的温度和压力下，必然采用一些新的耐热钢。对这些新的耐热钢部件的检验监督是一个突出的新问题。目前，国内外对这些新型耐热钢的力学性能、焊接及热处理特性进行了大量的研究，为此类机组的金属监督提供技术依据
6、。 故修订后的DL438考虑了超临界、超超临界机组新型耐热钢部件的检验监督。,TPRI,4 机组状态检修技术的开展 机组运行的经济性.计划性检修改为状态检修是一个必然的发展趋势。 基于设备风险评估的维修（Risk Based MaintenanceRBM） 可靠性维修（Reliability Centered MaintenanceRCM） 预知性维修（Predictive MaintenancePDM） 预防性维修（Preventiv MaintenancePM）等。 国内目前也在开展以机组高温关键部件状态评估和寿命评估为 基础的设备状态检修，必然要对机组，特别是机组的关键部件， 例如汽轮机
7、转子、汽缸、发电机转子、护环、发电机绝缘、锅炉 汽包、汽水分离器，高温联箱、蒸汽管道、高温过热器、高温再 热器管的质量状况和材质状态作出评估。,TPRI,二 工作简况 1 项目组组成 项目负责单位:西安热工研究院 项目参加单位: 苏州热工研究院 北京国华电力技术研究中心 广东电力试验研究院 华北电力科学研究院 陕西电力试验研究院,TPRI,2 工作概况 06年第一次项目组会议,确定修订的基本原则: （1）将原规程的“1范围”与“3总则”合并并删减有关内容。 （2）引用标准采用最新的版本。 （3）取消对高温部件，特别是低合金耐热钢的碳化物检测监督（因为其规律性较差）。 （4）取消对高温部件，特别
8、是低合金耐热钢的蠕变孔洞的检验监督（因为在未爆裂的蒸汽管道、高温联箱中，即使运行30多万小时，在光学显微镜下也未检测到确切的蠕变空洞）。,TPRI,（5）取消对新建机组主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道的蠕胀检测 （6）加强对喷水减温器联箱的检验监督。 （7）增加对912Cr钢制高温部件的检验监督内容。 （8）因为发电机中心孔内有线棒等装置，而可检测的区段很小，故取消对发电机中心孔的检验。 （9）对高温螺栓的检验监督与DL439相一致。 （10）由于20号钢、碳钢、15CrMo和12Cr1MoV、10CrMo910已颁布了相应的球化、石墨化标准，故取消原规程中的附录D、E和F。,TPRI,TPRI,
9、2006年9月完成征求意见稿，向有关研究单位、火电厂和电力建设计86个单位发出征求意见信函。共收取意见158条，采纳了101条。 对征求意见稿进行修改，2007年12月完成送审稿。 2008年01月1011日经过电站金属材料标准化委员会审查。 2008年03月底完成报批稿。,三 有关条款修订说明 1章节编排顺序和内容的调整 所有监督的部件： 材料和制造、安装检验 机组运行期间的检验监督 可操作性增强,TPRI,2 重要条款的修订说明 2.1 取消对高温部件，特别是低合金耐热钢碳化物的检测监督 （1）碳化物中合金元素的含量规律性较差,TPRI,TPRI,表X 四川地区一些火电厂蒸气管道用钢运行不
10、同时间后碳化物中合金元素的含量,（2） 碳化物结构的变化 R.Viswanathan综述了对1Cr-0.5Mo和2.25Cr-1Mo钢在高温下碳化物结 构衍化的研究结果。 1Cr-0.5Mo钢在高温时效过程的开始阶段，基体中的合金元素含量快速减 少，晶格参数明显变化；随着时效时间的延长，M23C6 /M3C的比值增加。 其研究结果虽有一定的趋势，但数据的分散度无法建立这些参数与时效历 程的定量关系。 2.25Cr-1Mo钢的碳化物衍化研究结果表明：M6C的量占钢中碳化物总量 的百分比随着时间的延长和温度的升高而增加，借助于Larson-Miler参数 建立的LMP与M6C的关系曲线。由图X可见
11、：M6C的量随着LMP的增加而 增加，但几条曲线差异很大，钢中的磷含量对M6C的量也有显著的影响。,TPRI,TPRI,由前所述可见：合金元素在碳化物与基体间的重新分配与 碳化物结构随运行时间的延长而变化有的试验结果有一定的 规律性，但有的试验结果无明显的规律性，而这些结果与部 件的安全运行寿命更无明确的规律，所以对低合金耐热钢钢 在高温长期运行下的碳化物中合金元素的含量和结构的变化 规律还需进一步研究，积累数据。鉴于此种状态，在新修订 的DL/T438-2008火力发电厂金属技术监督规程中取消了原 DL/T438-2000中对低合金耐热钢碳化物的检测监督。 在高温部件的材质检验中可进行检测，
12、不断积累数据以作 材质损伤的参考。,TPRI,TPRI,2.2取消对高温部件，特别是低合金耐热钢蠕变孔洞的检验监督 金属部件在高温下长期运行产生蠕变孔洞，在镍基合金和奥氏体不锈钢中有显著的特征。 低合金耐热钢的蠕变孔洞的检测，目前国内外有三种观点。 在蠕变第一阶段末第二阶段开始即出现蠕变孔洞； 在蠕变第二阶段末第三阶段开始出现蠕变孔洞； 低合金耐热钢在蠕变断裂前才出现蠕变孔洞。关于低合金耐热钢的蠕变孔洞,TPRI, 1983年德国学者Neubauer和Wedel研究低合金耐热钢的蠕变孔洞，将蠕变孔洞划分为A、B、C、D四个级别。,TPRI,.加拿大M. A. Clark等人1993年发表研究论
13、文，认为低合金耐热钢在蠕变曲线第一阶段末、第二阶段初即出现蠕变孔洞，也将蠕变孔洞划分为A、B、C、D四个级别,在A级中又划分为三个小的级别.,TPRI, 1977年瑞士学者Rosselet和英国学者Wickens 1980年发表的论文表明：对于低合金耐热钢来说，在蠕变断裂前的短时间内才会观察到蠕变孔洞。 国内对低合金耐热钢蠕变孔洞的检查结果 国内电站金属工作者对12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV、10CrMo910等低合金耐热钢的蠕变孔洞进行了大量的试验研究。除了在爆裂管的裂纹尖端附近发现有确切的蠕变孔洞外，在远离爆口的区段和运行中割管样品中均未发现确切的蠕变孔洞。 资料1、2对西固
14、电厂、户县电厂运行30.8万(540)和38.5万(510)小时的12Cr1MoV和12CrMo钢制主蒸汽母管进行了现场复型金相检查和割管材质鉴定,在光学显微镜下均未发现确切的蠕变孔洞。 辽宁电力科学研究院张艳红等作的工作. 另外, 中华人民共和国国家发展和改革委员会2005年 第 45 号公告已废止了“DL/T551-1994 低合金耐热钢蠕变孔洞检验技术工艺导则”。,根据蠕变孔洞评估部件寿命 A参数法 蠕变孔洞检查技术 复型技术 实验室制样检查 金相组织观察/扫描电镜下观察 在Cr-Mo类低合金钢中，仅仅在断裂前的短时间内发现蠕变空洞。,TPRI,TPRI,TPRI,TPRI,2.3 关于
15、蒸汽管道的蠕胀检测 低合金耐热钢蒸汽管道的周向蠕变应变鲜有达到1 根据国内几十年来对主蒸汽管道的蠕胀检测，鲜有周向蠕变应变达到1。西固电厂、户县电厂运行30.8万(540)和38.5万(510)小时的12Cr1MoV和12CrMo钢制主蒸汽母管，其最大周向蠕变应变仅为0.7左右。 检测误差较大、散乱度大 电厂金属监督人员普遍反映，蒸汽管道的蠕胀检测误差较大，特别是对300MW以上机组的再热蒸汽管道，用很大的千分尺测量，其零点位置由于千分尺的自重会变化，故测量误差更大。 引进的一些国外机组，在管道设计上就无蠕胀检测。,TPRI,蠕变应变与管道失效的关系 从金属材料高温蠕变的规律来讲，在较低应力下
16、随着运行时间的延长，材料会发生蠕变延性耗竭，即塑性越来越降低，蠕变应变量越来越小，甚至未达到1蠕变应变时材料会发生脆化。最终管道的失效可能不是由于蠕变应变超标，而可能是脆性断裂。所以检测管道的周向蠕变应变并不能预防管道的脆性断裂，而主要由材料微观组织的老化程度和力学性能的劣化来判断。 所以对在新修订的DL438中不强制要求对新建机组蒸汽管道的蠕胀检测，但过去已安装了蠕胀检测，且一直进行持续检测的管道可继续检测。,TPRI,2.4 关于912Cr钢的监督 2.4.1 912Cr钢的硬度监督 （1）此类钢直管段母材的硬度应均匀，且控制在180 HB250HB，同根钢管 上任意两点间的硬度差不应大于30HB；安装前检验母材硬度小于160 HB时，应取样进行拉伸试验 （2）对于公称直径大于150mm或壁厚大于20mm的管道，100进行焊缝的硬度检验；其余规格管道的焊接接头按5抽检；焊后热处
